泵与风机0-1
泵与风机课后习题参考答案(完整版)(基础教育)
泵与风机（课后习题答案）第五章5-1 水泵在n=1450r/min 时的性能曲线绘于图5-48中，问转速为多少时水泵供给管路中的流量为Hc=10+17500q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）？已知管路特性曲线方程Hc=10+8000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）。
2q v (L/s) 0 10 20 30 40 50 q v (m 3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Hc （m ） 10 10.8 13.2 17.2 22.8 30同一水泵，且输送流体不变，则根据相似定律得：5-2 某水泵在管路上工作，管路特性曲线方程Hc=20+2000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算），水泵性能曲线如图5-49所示，问水泵在管路中的供水量是多少？若再并联一台性能相同的水泵工作时，供水量如何变化？ 【解】绘出泵联后性能曲线2q v (L/s) 0 10 20 30 40 50 60 q v (m 3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06Hc （m ） 20 20.2 20.8 21.8 23.2 25 27.2 管路特性曲线与泵并联后性能曲线交于M 点（56L/s ，25m ）.5-3为了增加管路中的送风量，将No.2风机和No.1风机并联工作，管路特性曲线方程为p =4 q v 2（q v 单位以m 3/s 计，p 以p a 计），No.1 及No.2风机的性能曲线绘于图5-50中，问管路中的风量增加了多少？2q v (103m 3/h) 0 5 10 15 20 25 q v (m 3/s) 0 1.4 2.8 4.2 5.6 7p （p a ）0 7.84 31.36 70.56 125.44 196 ×103m 3/h ，700p a ）于单独使用No.1风机相比增加了33×103-25×103=8 m 3/h5-4 某锅炉引风机，叶轮外径为1.6m ，q v -p 性能曲线绘于图5-51中，因锅炉提高出力，需改风机在B 点（q v =1.4×104m 3/h ，p =2452.5p a ）工作，若采用加长叶片的方法达到此目的，问叶片应加长多少？min /r 114246145030m m p m p =⨯==v v v q n n q q ，【解】锅炉引风机一般为离心式，可看作是低比转速。
流体力学泵与风机_课后题答案详解
流体力学泵与风机部分习题答案 2-15解：（1）当1γ为空气 21p p = ()A B p h z p =++γ ()h z p p p B A +=-=∆γ 3.010008.9⨯⨯= kpa pa 94.22940== （2）当1γ为油 31p p =()z H h p p A +++=γ1 ()H h p p B γγ++=13H h z H h p p p p p B A γγγγγ--+++-=-=∆131h z h 1γγγ-+=1.090002.010008.91.010008.9⨯-⨯⨯+⨯⨯= kpa pa 04.22040== 2-16 解：21p p =()211h h H p p M +++=水γ 212h h p p a 汞油γγ++=()2121h h p h h H p a M 汞油水γγγ++=+++()2.010008.96.1378502.05.110008.998011⨯⨯⨯+⨯=++⨯⨯+-h h 26656785098002.098005.1980098011+=+⨯+⨯+-h h 1960147009802665619501--+=hm h 63.51= 2-28解：()21h h p -=γ()()()b h h h b h h h h P 02210212145sin 45sin 21-+--=γγ ()()145sin 22310008.9145sin 232310008.92100⨯-⨯⨯+⨯-⨯-⨯⨯⨯= kN N 65.343465022510008.9==⨯⨯=()()()Pbl h h h bl h h h h l D D D 2022110212145sin 45sin 21-+--=γγ m 45.222510008.9222210008.92322210008.9=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=2-32 解：b h h b h h P 02202145sin 2145sin γγ+= 2222210008.9212222110008.9⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=kN N 8576.1106.1108572810008.9==⨯⨯=Ph h b h h h h b h h l D 02102202102145sin 3245sin 2145sin 245sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=γγ 2810008.92372410008.9222410008.9⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=2613= 26722613=-=p lT P G l T l P l G ⨯=⨯+⨯22672810008.9162.19⨯=⨯⨯⨯+⨯T kN T 31.10134.27481.9=+= 2-41解：245sin 0=⨯=r hb h h P x ⨯⨯⋅⋅=21γ 4212210008.9⨯⨯⨯⨯⨯=kN N 2.3939200==V P z γ=b r r r⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯-=00245cos 45sin 2136045πγ 4212281214.310008.92⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯-⨯⨯⨯⨯= kN N 344.2222344==kN P 1.45344.222.3922=+=03057.0arctan 2.39344.22arctan arctan≈===x z P P α3-3解：（1）s m v d Q /0049.010025.04432323=⋅⋅=⋅=ππs kg Q /9.4=ρ（2）s m v d d v /625.032131=⎪⎪⎭⎫⎝⎛= s m v d d v /5.232232=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3-5解：s m h m Q /778.2/1000033==s m d Qv /2042≤=π所以，177.04=≥πv Qd 所以，mm m d 45045.0== 此时，s m d Q d Qv /4.1763585.0112.114422====ππ3-6解：22543212054d d A A A A A ππ======22114012021d d A A ππ=⋅="=' 22224012021d d A A ππ=⋅="='22334012021d d A A ππ=⋅="='22444012021d d A A ππ=⋅="='22554012021d d A A ππ=⋅="='2214014d d ππ=d d 1011=d r 10211= 2224034d d ππ=d d 1032= d r 10232= 2234054d d ππ=d d 1053= d r 10253= 2244074d d ππ=d d 1074= d r 10274=2254094d d ππ=d d 1035=d r 10235= ()()54321254321220240u u u u u d u u u u u d Q G ++++=++++==πρπρρ3-7解：干管前端的质量流量为：42562.2211111d A v Q πρρ⨯⨯==()s kg /128544.005.042562.22=⨯⨯⨯=πs kg Q Q Q /064272.02132===ρρρ ()s m A Q v /247.2204.043.2064272.022222=⋅⋅==πρρ()s m A Q v /05.18045.0424.2064272.023333=⋅⋅==πρρ 3-10解：将基准面建立在B 点经过的水平面上，列能量方程：gv p z gv p z 222222221111αγαγ++=++其中，m z 2.11= m p 5.11=γ s m v /21= s m v d d v /5.4122212== 121==αα gp g 25.40225.12.1222++=++γ871.125.4225.12.1222=-++=gg p γ 3-11解：将2点所在的水平面作为基准面，列能量方程： gv p z gv p z 222222221111αγαγ++=++31=z 02=zγγ21p p =s m v /31=gv p g p 2023322221++=++γγ s m gh v /2.83222=+=32.822112=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d v v 所以，m d 12.02= 3-14解：以水面为基准面，列0-0和D-D 的能量方程：gv p z gv p z DD DD 22220000αγαγ++=++00=z00=γp02200=gv α 4-=D z0=γDpgv DD 2040002α++-=++ 所以，422=gv DD α，即，s m v D /85.88.924=⋅⋅=所以，s m v d Q D /017368.085.805.044322=⋅⋅==ππ81:1:2:24422==A D DD A A d d gv gv αα列0-0和A-A 断面的能量方程：gv p z gv p z AA AA 22220000αγαγ++=++8147000++-=++γAp 所以，8147-=γAp 所以，kpa p A 1.68= 列0-0和B-B 断面的能量方程：gv p z gv p z BB BB 22220000αγαγ++=++kpa p B 484.08.9814-=⋅-= 列0-0和C-C 断面的能量方程：gv p z gv p z CC CC 22220000αγαγ++=++kpa p C 1.208.98142-=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=0=D p3-18解：将基准面建在管道所在的水平面上，列能量方程：21222222111122-+++=++l h gv p z gv p z αγαγ128.998.0008.9490222+++=++g v α9.3222=gv s m v /74.82= 3-19 解：（1）（a ）将基准面建在A 所在的水平面上，列0-0和C-C 断面的能量方程：gv p z gv p z CC CC 2222000αγαγ++=++gv CC 2000042α++=++422=gv CC α s m v C /85.88.98=⨯=1:4:2:22222==B C CC B B s s gv gv αα122=gv BB α s m v /43.48.921=⨯= 且 B A v v =（b ）（c ）gv p z gv p z AA AA 22220000αγαγ++=++10004++=++γAp3=γAp kpa p A 4.29=（2）（a ）2122000022-+++=++l CC CC h gv p z gv p z αγαγ其中，gv g v h l 2324222121+=-g v g v g v 223200004222222++++=++54222=g v 所以，s m v /96.32= s m v v /96.12121==（b ）（c ）gv g v p z g v p z 2222212111120000+++=++αγαγ 5300041++=++γp5341-=γp kpa p 32.331= gv g v g v p z g v p z 223242222222222220000++++=++αγαγ5423545400042⋅++++=++γp kpa p 76.112=3-20 解：()()212221221122-++=--++l a p v p z z v p ργγρs m d Qv /38.2005.014.34202.042221=⨯⨯⨯==πs m d Qv /19.1005.014.3402.04222=⨯⨯==π2423222121v v p l ρρ+=-()()242322222122212211v v v p z z v p a ρρργγρ+++=--++22214v v =()()8.930306.02.1224232300212221221⨯+---+++=v v v v p ρρρρ()()8.930306.02.12424212230022222222⨯+---+++=v v v v ρρρρ8.9606.019.1026.0133002⨯⨯-⨯⨯+= pa 16.352= mm p h 6.449.716.3521===γ3-22解：s kN h kN G /048944.0/2.176==s m GQ /1347.77.08.910048944.033=⨯⨯==γs m d Q d Qv /09.914.31347.7444222=⨯===ππ()2122221122-++=-++l a p v p H v p ργγρ其中，01≈v ，pa h p 988.9101010331=⨯⨯⨯==-γ()γgv d H H 2035.0209.97.008.97.02.1098222+⨯+=⨯⨯-++-()8.97.08.9209.9035.0209.97.008.97.02.109822⨯⨯⨯+⨯+=⨯⨯-++-H HH H 0122.19.289.498+=+-所以，m H 64.32=()212211212212-++=-++l M M a p v p H v p ργγρ()8.97.08.9209.9164.322035.0209.97.064.328.97.02.12109822⨯⨯⨯+⨯+=⨯⨯-++-M p 科技52.169.28968.7998++=+-M p 所以，pa p M 45.63-=3-263-28解：列连续性方程：s m D Qv /18.34.014.344.04221=⨯⨯==π s m d Q v /96.501.014.344.04222=⨯⨯==π列能量方程： g v p z g v p z 222222221111αγαγ++=++ g v g v p 222112221ααγ-=m 98.1318.9218.396.5022=⨯-= kpa p 404.12938.998.1311=⨯=列动量方程：()12v vQ F -=∑ρ ()12222144v v Q R d p D p -=-⨯-⨯ρππ()18.396.504.04.04404.12932-⨯=-⨯⨯R πkN R 339.14378.474.04.04404.12932=⨯-⨯⨯=π kN R 94.1112=3-33解：列能量方程：g v p z g v p z 222222221111αγαγ++=++ 其中，5321=v v 2221259v v = g v g v 209.0205.1222211αα++=++gv g v 225926.02222-= s m v /3.42= s m v /58.21=()12v v Q F -=∑ρ()1222212121v v Q R b h b h -=--ργγ 其中，s m Q /644.45.12.158.23=⨯⨯= 72.1644.410009.0108.9215.1108.9212323⨯⨯=-⨯⨯⨯-⨯⨯⨯R N R 2.480=4-2 （1） m mm d 1.0100== s kg Q /10=ρs m Q Q /01.03==ρρs m d Q v /274.11.014.301.04422=⨯⨯==π s m /10519.126-⨯=ν 8387110519.11.0274.1Re 6=⨯⨯==-νvd （紊流） （2） s kg Q /10=ρ s m Q Q /011765.0850103===ρρ s m d Q v /4987.11.014.3011765.04422=⨯⨯==π s m /1014.124-⨯=ν 13151014.11.04987.1Re 4=⨯⨯==-νvd 4-3 解：m d 3.0= C T 020= s m /107.1526-⨯=νs m d v /1067.1043.0107.152000Re 36max --⨯=⨯⋅=⋅=ν s m A v Q /103947.743.014.31067.1043323max max --⨯=⨯⨯⨯=⋅= h kg Q /9.3136002.1103947.73=⨯⨯⨯=-ρ4-4 解：212=d d 4212221==d d v v 222111Re 2214Re ===ννd v d v 所以，2Re Re 21= 4-12 紊流粗糙区，5106Re ⨯> νvd=Re ，所以，s m d v /14.325.010308.1106Re 65=⨯⨯⨯==-ν s m d v Q /154.0425.014.314.34322=⨯==π 4-13 s m s L Q /2.0/20031==s m d Q v /076433.44211==π 661107791.010308.125.0076433.4Re ⨯=⨯⨯==-νvd s L Q /202= s m v /4076433.02=4210791.7Re ⨯=s L Q /53= s m v /1019.03= 43109478.1Re ⨯=查尼氏图，得到， 5106Re ⨯=u 4104Re ⨯=l123Re Re Re Re Re <<<<u l ，所以，1Q 属于紊流粗糙区，2Q 属于紊流过渡区，3Q 属于紊流光滑区，（1） 对于1Q ，采用希弗林松公式，02326.025.0105.011.011.025.0325.01=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=-d K λm g v d l h f 888.78.92076433.425.010002326.0222111=⨯⨯⨯==λ （2） 对于2Q ，采用阿公式，02547.010791.76825.0105.011.0Re 6811.025.04325.02=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-d K λ m g v d l h f 086.08.924076433.025.010002547.0222222=⨯⨯⨯==λ（3） 对于3Q ，采用布公式02678.05.194773164.0Re 3164.025.025.03===λ m g v d l h f 005676.08.9244076433.025.010002678.0222333=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯==λ 4-15 5102Re ⨯=u 4000Re =lm d 05.0= m K 31025.0-⨯= s m d v u /028.405.010007.1102Re 65max =⨯⨯⨯==-νs L d v Q /905.7405.014.3028.4422max max =⨯==π 26min 10056.805.010007.14000Re --⨯=⨯⨯==d v l ν s L s m d v Q /1581.0/1001581.0405.014.310056.8432222min min =⨯=⨯⨯==--π 4-21 （1） a d d =21 2211av v = gv d l d v g v d l g v d l h f 2642Re 64221111211121111νλ=== 4212221211ad d v v h h f f == 19.1=a （2）75.425.12275.12122225.0225.0225.021125.0125.0125.021123164.023164.0a d d v v gv d l d v g v d l d v h h f f =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==νν 16.1=a （3）25.525.11222122225.0221125.01211211.0211.0a d d v v g v d l d K g v d l d K h h f f =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 14.1=a 4-24 解：s m Q /002742.0602329.03=⨯=s m d Q v /3972.105.014.3002742.04422=⨯⨯==π 629.022=⎪⎭⎫ ⎝⎛+g v d l ζλ ()629.08.923972.162=⨯+ζ 3151.0=ζ 4-26 解：（1） 突然缩小375.03145.7815.015.0121=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ζmm m g v h j 5.760765.08.922375.022211==⨯==ζ （2）5.02=ζmm m g v h j 102102.08.9225.022222==⨯==ζ （3）1693145.781122213=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ζ mm m h j 115115.08.92216923==⨯= （4）14=ζ mm m h j 204204.08.922124==⨯= 4-27 解：()()gv v g v v h h m m j j 222121-+-=''+' ()()()()02212221=-+--=''+'gv v g v v h h m m vm j j 所以，221v v v m += 此时，()j j j h gv v g v v v g v v v h h 2221222222121212211=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=''+' 4-29 解：s m h m Q /1044.4/16333-⨯== s m d Q v /2624.205.014.31044.44423211=⨯⨯⨯==-π s m d Q v /5656.01.014.31044.44423222=⨯⨯⨯==-π m g v v p p h j 140674.08.925656.02624.28.910001739.522222121=⨯-+⨯⨯-=-+-=γ g v h j 2211ζ= 5387.01=ζ gv h j 2222ζ= 619.82=ζ5-17 解：5.6082.014.32.12.01002.08842412111=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d l S p πρλ 7.30422.014.32.12.05002.08842422222=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d l S p πρλ 973671.014.32.11.05002.08842432333=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d l S p πρλ 3.101018973677.30425.608321=++=++=p p p p S S S S 22211/91.227215.03.101018m N Q S p p =⨯==22222/1.258616.03.101018m N Q S p p =⨯==5-25 解：()()⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=1021520232322223221SQ Q Q S SQ Q Q S SQ 610=S解得，s m Q /10472.4331-⨯= s m Q /1041.2332-⨯= s m Q /1063.0333-⨯=5-27 解：94.10348.92.014.32.020002.08842412111=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=g d d l S πλ 8.206988.91.014.31.0100025.08842422222=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=g d d l S πλ 78.37258.92.014.32.072002.08842432333=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=g d d l S πλ 038035.087.14311705.321111211=+=+='S S S 所以，25.6911='S 1）()H Q S S =+'231s m S S H Q /10186.604417163331-⨯==+'=2）H SQ =2 H Q S =⎪⎭⎫ ⎝⎛'221 1325133831432=+'=-'=S S S S gd πζ ()1.25688.92.014.31325142=⨯⨯⨯=ζ 5-28 解：286.1368.93.014.383.020002.084242=⨯⨯⨯⨯==g d d l S AB AB AB AB πλ 029.1098.93.014.383.016002.084242=⨯⨯⨯⨯==g d d l S AC AC AC AC πλ 34.328.94.014.384.020002.084242=⨯⨯⨯⨯==g d d l S AD AD AD AD πλ 772.818.93.014.383.012002.084242=⨯⨯⨯⨯===g d d l S S BC BC BC CD BC πλ 5108.2⨯=A p2AB AB A Q S p γ= s m S p Q AB A AB /457868.08.91000286.136108.235=⨯⨯⨯==γ 2AD AD A Q S p γ= s m S p Q AD A AD /93993.08.9100034.32108.235=⨯⨯⨯==γ ()()222BC BC BC AC A Q S Q S p += ()s m S S p Q Q BC AC A CD BC /23488.043=+==γs m Q Q Q BC AB /69275.022=+= s m Q Q Q CD AD /17481.123=+=s m Q Q Q /86756.13321=+= 22/2.44m kN Q S p BC BC C ==γ。
《泵与风机_》思考题
1.泵与风机可以分为哪几大类？发电厂主要采用哪种类型的泵与风机？为什么？答：a、按压力等级分类（1）泵：①高压泵: ≥6MPa；②中压泵: 2～6MPa；③低压泵:≤2MPa（2）风机：①空压机:≥340kPa；②鼓风机:15～340kPa；③通风机:≤15kPab、按工作原理分类（1）水泵：① 叶片式：离心式；轴流式；混流式；旋涡式② 容积式：往复式（活塞式、柱塞式等），回转式（滑片式、螺杆式等）③ 其他类型：真空泵、射流泵等（2）风机：① 叶片式：离心式；轴流式；混流式② 容积式：往复式（活塞压气机），回转式（罗茨式、螺杆式等）发电厂中主要采用轴流十风机作为锅炉送，引风机，用轴流式水泵作为循环水泵。
与离心式泵与风机相比轴流式泵与风机除了具有流量大，扬程（风压）低的特点外，在结构上还具有一下特点：1结构简单，紧凑，外形尺寸小，重量轻。
2动叶可调轴流式泵与风机，由于动叶安装角可随外界负荷的变化而改变，因而变工况时调节性能好，可保持较宽的高效工作区3动叶可调轴流式泵与风机因轮毂中装有叶片调节机构，转子结构较复杂，制造安装精度要求高4噪声较大。
2.泵与风机有哪些主要的性能参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？答：1.流量：泵与风机在单位时间内所输送流体的体积或质量2.扬程：单位质量液体流过水泵叶轮所增加的能量压力：单位质量气体流过风机叶轮所增加的能量3.转速：旋转机械在单位时间内的转动次数4.汽蚀余量：水泵叶轮进口处单位质量液体所必需具有的超过其汽化压力的富余能量5.功率：设备或装置系统的单位时间能耗值6.损失和效率：设备或装置系统内存在各种损失，其输出功率与消耗功率值不相等，两者之比称为效率铭牌上标出的都是指额定工况下的参数3.水泵的扬程和风机的全压两者有何区别及联系？答：扬程：单位质量液体流过水泵叶轮所增加的能量压力：单位质量气体流过风机叶轮所增加的能量4.离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？答：1叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能2吸入室：以最小的阻力损失，引导液体平稳地进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。
1第一章 泵与风机的叶轮理论
课堂提问
对叶轮中轴向旋涡运动描述正确的是（ ）
轴向旋涡运动属于圆周运动，它会引起叶片非工作面的圆 周速度增大，工作面的圆周速度减小；
轴向旋涡运动属于圆周运动，它会引起叶片非工作面的相 对速度增大，工作面的相对速度减小； 轴向旋涡运动属于相对运动，它会引起叶片非工作面的相 对速度增大，工作面的相对速度减小；
泵与风机 （Pump & Fan）
第一章 泵与风机的叶轮理论
本章要求
离心式泵与风机:
了解离心式泵与风机的叶轮理论； 理解并掌握流体在叶轮中的运动规律、速度三角 形；
重点掌握能量方程式的分析、叶片出口安装角对 理论能头的影响，有限叶片叶轮中流体的运动；
轴流式泵与风机:
理解流式泵与风机的基本原理、能量方程、基本 形式。
HT 0
v2 v2m
w2
2a,min
u2
出口安装角对理论扬程的影响
H T u2 (u2 v2 m cot 2 a ) g
2、β
2a=90°（径向式叶片）
cot 2 a 0
v
' 2
' w2
HT
2 u2 g
2a
u2
出口安装角对理论扬程的影响
分析条件：相同叶轮内外径、转速、叶片进口安装角、流量
H T
u2 (u2 v2 m cot 2 a ) g
出口安装角对理论扬程的影响
H T u2 (u2 v2 m cot 2 a ) g
u2 v2 m
1、β2a<90°（后弯式ຫໍສະໝຸດ 片）cot 2 a ,min
此时
H T
3、β
2a>90°（前弯式叶片）
泵与风机电子教案-推荐下载
内蒙古工业大学教案2008 /2009 学年二学期学院能源与动力工程学院系别热能与动力工程系课程名称泵与风机授课对象主讲教师职称课程学时 32内蒙古工业大学教案(课程)教案编写时间：2006年2月25日注：1、本页内容针对所讲授课程的总体情况填写；课程代码030404012课程名称泵与风机学时32课程类别公共课 ( ) 基础课 ( ) 专业课( √ )技术基础课( ) 专业选修课( ) 公共选修课( )总学时： 32 学时讲 课： 28 学时上 机： 学时实 验： 4 学时其 他：学时授课对象热动2006—（4）（5）班教材：《泵与风机》郭立君、何川主编，中国电力出版社，普通高等教育“十五”规划教材主要参考资料：1、《流体力学泵与风机》周谟仁主编；中国建筑工业出版社2、《泵与风机》杨诗成主编； 中国电力出版社教学目的、要求：本课程是热能与动力专业的专业必修课程。
泵与风机是热电厂及相关企业供热、供水、排水通风、引风的主要辅助设备，学习泵与风机的结构、原理与性能对于这类设备的安全、经济运行有着重要的作用。
本课程以讲述叶片式泵与风机为主，密切联系实际，具有较强的专业特点和针对性。
通过本课程的学习，要求学生掌握泵与风机的基本原理、基本概念、设备性能和运行调节的基本方法等，为安全、经济地使用泵与风机提出建议，进行局部改进。
掌握泵与风机的实验技术，培养学生分析问题、解决实际问题的能力，为从事专业技术工作和科学研究打下必要的基础。
教学重点、难点：重点：1、掌握泵与风机的构造、主要部件及作用原理，泵与风机的主要性能参数及分类。
2、泵与风机的工作原理及基本方程式，3、掌握泵与风机的损失、效率、性能曲线、相似定律、比转数，掌握水泵气蚀的起因、危害及防止方法。
4、掌握泵与风机的管路特性曲线及工作点，泵与风机的串联、并联工作，各种调节方法的原理、优缺点及应用场合。
难点：1、泵与风机的工作原理及离心式泵与风机的基本方程式；2、泵与风机的性能曲线、相似定律、水泵的气蚀；3、泵与风机管路特性曲线及工作点，泵与风机的串联、并联工作。
泵与风机思考题1
绪论思考题5离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？ 答：离心泵叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能。
吸入室：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。
压出室：收集从叶轮流出的高速流体，然后以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮进口，同时还将液体的部分动能转变为压力能。
导叶：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下引入次级叶轮的进口或压出室，同时在导叶内把部分动能转化为压力能。
密封装置：密封环：防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄露至吸入口。
轴端密封：防止高压流体从泵内通过转动部件与静止部件之间的间隙泄漏到泵外。
离心风机叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能蜗壳：汇集从叶轮流出的气体并引向风机的出口，同时将气体的部分动能转化为压力能。
集流器：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。
进气箱：改善气流的进气条件，减少气流分布不均而引起的阻力损失。
6轴流式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？答：叶轮：把原动机的机械能转化为流体的压力能和动能的主要部件。
导叶：使通过叶轮的前后的流体具有一定的流动方向，并使其阻力损失最小。
吸入室（泵）：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。
集流器（风机）：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。
扩压筒：将后导叶流出气流的动能转化为压力能。
7 轴端密封的方式有几种？各有何特点？用在哪种场合？答：填料密封：结构简单，工作可靠，但使用寿命短，广泛应用于中低压水泵上。
机械密封：使用寿命长，密封效果好，摩擦耗功小，但其结构复杂，制造精度与安装技术要求高，造价贵。
适用于高温高压泵。
浮动环密封：相对与机械密封结构较简单，运行可靠，密封效果好，多用于高温高压锅炉给水泵上。
第一章思考题1． 试简述离心式与轴流式泵与风机的工作原理。
答：离心式：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。
《泵与风机》自学指导书
泵与风机课程自学指导书第0章绪论一、本章的核心、重点及前后联系（一）本章的核心本章的核心问题是要求学生对泵与风机有一个初步认识，这个认识从三个角度：在火力发电厂中的重要作用；表征整体性能的基本性能参数；叶片泵的工作原理。
（二）本章重点本章的重点是基本性能参数的物理意义。
（三）本章前后联系通过本章的学习，使学生对泵与风机有一个初步了解，激发学习后续内容的兴趣，奠定学习后续内容的基础。
二、本章的基本概念、难点及学习方法指导（一）本章的基本概念本章的基本概念是泵与风机的基本性能参数：流量、扬程、全压、轴功率、效率、转速。
（二）本章难点及学习方法指导本章的难点是泵与风机的工作原理，可以通过网络搜索一些相关动画加深理解。
三、典型例题分析通过自学例0-1，明白实际运行时的工作参数可能和额定参数不一致，造成这种情形的原因是管路系统的影响。
该例题还为解决实际问题提供了分析思路。
四、思考题、习题及习题解答（一）思考题、习题1.试述泵与风机在火力发电厂中的作用。
2.简述泵与风机的定义及它们在热力发电厂中的地位?3.写出泵有效功率表达式，并解释式中各量的含义和单位。
4.风机全压和静压的定义式是什么?5.试求输水量q v=50m3/h时离心泵所需的轴功率。
设泵出口处压力计的读数为25.5×104Pa，泵入口处真空计的读数为33340Pa，压力计与真空计的标高差为△z=0.6m,吸水管与压水管管径相同,离心泵的总效率η=0.6。
6.离心式风机的吸入风道及压出风道直径均为500mm，送风量q v=18500m3/h。
试求风机产生的全压及风机入口、出口处的静压。
设吸入风道的总阻力损失为700Pa，压出风道的总阻力损失为400Pa（未计压出风道出口的阻力损失），空气密度ρ=1.2kg/m3。
7.有一普通用途的离心式风机，其全压p=2000Pa，流量qv=47100m3/h，全压效率η=0.76，如果风机轴和原动机轴采用弹性联轴器连接，试计算该风机的全压有效功率、轴功率，并选配电机。
泵与风机课后习题答案(标准版)
扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。
流量qv ：单位时间内通过风机进口的气体的体积。
全压p ：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。
轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。
影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。
使出口圆周速度减小。
叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。
（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。
泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。
（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。
多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。
如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n 和D2的搭配。
2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。
3、适当选取叶轮和壳体的间隙。
轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。
泵与风机（课后习题答案）第一章1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：1b =35mm, 2b =19mm, 1D =178mm,2D =381mm, 1a β=18°，2a β=20°。
设流体径向流入叶轮，如n=1450r/min ，试画出出口速度三角形，并计算理论流量,V T q 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程T H ∞。
解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴1α=90° 则：1u =1n60D π=317810145060π-⨯⨯⨯=13.51 （m/s ）1V =1m V =1u tg 1a β=13.51⨯tg 18°=4.39 （m/s ）∵1V q =π1D 1b 1m V =π⨯0.178⨯4.39⨯0.035=0.086 （3m /s ） ∴2m V =122Vq D b π=0.0860.3810.019π⨯⨯=3.78 （m/s ） 2u =2D 60n π=338110145060π-⨯⨯⨯=28.91 （m/s ） 2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=28.91-3.78⨯ctg20°=18.52 （m/s ）T H ∞=22u u V g∞=28.9118.529.8⨯=54.63 （m ）1-2有一离心式水泵，其叶轮外径2D =220mm,转速n=2980r/min ，叶片出口安装角2a β=45°，出口处的轴面速度2m v =3.6m/s 。
泵与风机
第四讲 流体在离心式有限叶片叶轮中的 流动分析； 流动分析； 叶片式泵与风机的损失和效率 §１.４ 叶片有限时对理论能头的影响 一、轴向涡流 １.举例 （点击观看流体在叶轮流道中的运 动示意动画） ２.泵内涡流：将叶轮流道的进出口 封闭起来，叶轮在旋转时， 流道内理想 流体也同样存在着一个和叶轮旋转角速 度相等，但旋转方向相反的轴向涡流。
二、ΔPｖ qvT－qv＝ｑ 泄漏流量 叶轮进口、轴封、平衡装置 ΔPｖ＝ρｇqvＨＴ/1000 ＫＷ ηｖ＝P＇/Pｈ ＝（P－ΔPｍ－ΔPｖ）/（P－ΔPｍ） ＝（ρｇqvＨＴ）/（ρｇqvTＨＴ） ＝qv/（qv＋ｑ） 摩擦损失、局部损失、 三、ΔPｈ 摩擦损失、局部损失、冲击损失 １.摩擦损失和局部损失 （１）吸入室 （２）叶轮流道（一般扩散） （３）压出室：扩散，正导叶扩散，反导叶收缩 ２.冲击损失;叶片入口，导叶入口（流量偏离设计工况） （１）冲角δ：相对速度方向和叶片进口切线之间夹角 （２）影响： ① qv＝qvｄ时，β１＝β１ｙ，δ＝０ ② qv〈qvｄ时，β１〈β１ｙ，δ〉０ ③ qv〉qvｄ时，β１〉β１ｙ，δ〈０
（二）流体在叶轮内的流动（复合流动） 牵连速度（圆周速度） ｕ＝ｒω＝πＤｎ/60
相对速度 ω
绝对速度 υ
（三）进出口速度三角形作法
已知：qvＴ，ｎ、几何尺寸 作进口速度三角形需知条件： ｕ１ ＝ｎπＤ１/60 υ１ｒ＝qvＴ/Ａ１＝qvＴ/（πＤ１ｂ１ψ１） υ１方向（υ１ｒ）（即α１） 作出口速度三角形需知条件： ｕ２＝ｎπＤ２/60 υ２ｒ＝qvＴ/Ａ２＝qvＴ/（πＤ２ｂ２ψ２） ｗ２方向（即β２）
４.反作用度：ＨＴ∞＝Ｈｄ∞＋Ｈｓｔ∞ 反作用度：Ｈ ｓｔ∞
（既然泵扬程由动压头和静压头两部分组成，引入 反作用度） τ＝Ｈｓｔ∞/ＨＴ∞ ＝（ＨＴ∞－Ｈｄ∞）/ＨＴ∞ ＝１－Ｈｄ∞/ＨＴ∞ （１）当β２ｙ∞＝β２ｙ∞min时,τ＝１ （２）当β２ｙ∞＝90°，τ＝１/２ （３）当β２ｙ∞＝β２ｙ∞max时,τ＝０，此时ＨＴ ＝２ｕ２２/ｇ ∞ （４）τ＝１，流体从泵中未得到能量（扬程为 ０）； τ＝０，流体得不到输送（静扬程为０） （５）τ影响 ＨＴ∞和η，须综合考虑选择
泵与风机课件(3)
区。和泵的情况类似，容积损失q 的大小和间隙形式有关。
通风机容积损失示意图
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
（二）通风机的容积损失
离心式通风机叶轮进口与进气口间隙的形式可分为对口 （轴向间隙）和套口（径向间隙）两种形式。 对口结构其泄漏气体破坏了主流的流动，因而较少采用。 套口结构其泄漏气体不破坏主流流 动，因而获得了广泛的应用。 间隙尺寸对风机的性能影响甚大。 试验表明：δr/D2 从0.5%减小到0.05%， 可使效率提高3%～4%，通常间隙约取
2u
u2 2r
显然τ应在（0，1）之间。
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流体力学及泵与风机课程组
2 u
泵与风机 Pumps and Fans
三、2y对Hst及Hd的影响
结论： (1, 1/2), 后向式叶轮，
2
w2
2
w2
2
w2
2y (2ymin,90)
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泵与风机 Pumps and Fans
二、2y对HT的影响
H T 1 1 u 2 2u u 2 [u 2 2r ctg 2y ] a bctg 2y g g
结论： ① 2y↑→HT ↑； ② 2ymin→HTmin=0 →违反了泵与风机的定义； ③ 2ymax→Hstmin=0（三） →违反了泵与风机的定义。
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泵与风机 Pumps and Fans
§1-4 叶片数有限时对理论能头的影响
一、轴向涡流的概念 二、叶片数有限时对理论能头的影响
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泵与风机_精品文档
u crctg
c1uc1u uc11cocs1r1ctg01
c2u u2 c2rctg2
HT
1 g
u2c2u u1c1u
1 g
u22 u2c2r cot 2
31
4. 叶片出口安装角对压头分配的影响
HT
1 g
u2c2u u1c1u
1 g
u22 u2c2r cot 2
2
900, HT
z7
c1u 0 求HT
41
β2=22.50
D2=320mm
D1=180mm
b2=15mm
n 1450rpm QT 180m3 / h
2 0.93
z7
c1u 0 求HT
c2' u Kc2u 0.783 15.66 12.26m / s
42
例2－1
u2 24.28m/ s
c2r 3.57m/ s
26
2．叶片无限多时的理论压头基本方程
假设：１）流过叶轮的流体是理想流体，不考虑能 量损失；2）叶轮是理想叶轮，即叶轮的叶片数为无限 多，叶片无限薄；3）流体不可压缩且流动是定常的。
T QT ( R2c2u R1c1u )
N1 gHTQT
N1 T
HT
1 g
(u2c2u
u1c1u )
27
2．叶片无限多时的理论压头基本方程
五 汽蚀余量
NPST，标志泵汽蚀性能的重要参数 泵入口水防止汽化的能力 汽蚀，汽化导致叶片腐蚀
18
0-5 泵与风机的发展趋势
一、大容量、高参数化 600～1000MW超临界和超超临界机组 亚临界压力17.7～20MPa 超临界压力25.6~29.4MPa 泵出口压力34MPa 发展方向50MPa，10000kW 1000MW风机功率8000kW
(完整版)泵与风机的分类及其工作原理
第一章 泵与风机综述第一节 泵与风机的分类和型号编制一、 泵与风机的分类泵与风机是利用外加能旦输送流体的流体机械。
它们大量地应用于燃气及供热与通风 专业。
根据泵与风机的工作原理，通常可以将它们分类如下：(一)容积式容积式泵与风机在运转时，机械内部的工作容积不断发生变化，从而吸入或者排出流体。
按其结构不同，又可再分为；1 ．往复式这种机械借活塞在汽缸内的往复作用使缸内容积反复变化，以吸入和排出流体，如活 塞泵(piston pump)等；2 ．回转式机壳内的转子或者转动部件旋转时，转子与机壳之间的工作容积发生变化，借以吸入和 排出流体，如齿轮泵(gear pump)、螺杆泵(screw pump)等。
(二)叶片式叶片式泵与风机的主要结构是可旋转的、带叶片的叶轮和固定的机壳。
通过叶轮的旋 转对流体作功，从而使流体获得能量。
根据流体的流动情况，可将它们再分为下列数种： 1 ．离心式泵与风机； 2 ．轴流式泵与风机；3 ．混流式泵与风机，这种风机是前两种的混合体。
4 ．贯流式风机。
(三)其它类型的泵与风机如喷射泵（jet pump ）、旋涡泵(scroll pump)、真空泵(vacuum pump)等。
本篇介绍和研讨制冷专业常用的泵与风机的理论、性能、 运行、调节和选用方法等知识。
由 于制冷专业常用泵是以不可压缩的流体为工作对象的。
而风机的增压程度不高(通常惟独 9807Pa 或者 1000mmH 2O 以下)，所以本篇内容都按不可压缩流体进行论述。
二、 泵与风机的型号编制 （一）、泵的型号编制1 、离心泵的基本型号及其代号泵的型式大型立式单级单吸离心泵型式代号 沅江单级单吸离心泵泵的型式型式代号 IS.B2、混流泵的基本型号及其代号3、轴流泵的基本型号及其代号泵的形式 轴流式 立式 卧式 半调叶式 全调叶式 型式代号 Z L W B Q除上述基本型号表示泵的名称外，还有一系列补充型号表示该泵的性能参数或者结构特 点。
泵与风机
泄漏。密封装置有很多种类型，用得最多 的是填料式密封和机械式密封。
热风干燥风机
热风干燥风机
入口密封排烟风机
助燃风机
泵与风机的性能参数
• 泵与风机的主要性能参数
风机、泵的主要性能参数有下列几个： （一）、流量(flow guantity) 单位时间内输送的流体数量。 （二）、压力、扬程（pressure，head） 1、通风机全压 单位体积的气体在通风机内所获得总能量叫通风机全 压。单位为：毫米水柱，牛／米2。 2、离心泵扬程 单位重量的液体在泵内所获得总能量叫泵的扬程。单 位为：米液柱。 （三）、转速(rotary rate) 叶轮每分钟旋转周数叫转速。单位为：转／分。 （四）、功率和效率(power and efficiency) 通风机和泵之功率有铀功率、有效功率和原动机效率 之分。
泵与风机的简介
泵与风机的定义
• 泵、风机、压缩机、水轮机、等都属于流
体机械。所谓流体机械，是指在流体具有 的机械能和机械所做的功之间进行能量转 换的机械。
泵与风机的分类
按照产生的全压高低分:
• 泵：
低压泵：压力<2MPa； 中压泵：2MPa <压力<6MPa； 高压泵：压力>6MPa； 风机： 通风机：全压<11.375KPa； 鼓风机：11.375KPa<全压<11.375KPa； 压气机：全压>241.6KPa
用一对或几个特殊形 状的回转体如齿轮， 螺杆或其他形状的转 子。在壳体内作旋转 运动来输送流体并提 高其压力。
泵与风机的主要过流部件及典型 结构
泵的主要过流部件有吸入室、压出室以及 叶轮。
离心式风机的整机构造分解图
流体力学泵与风机 课后习题答案详解 蔡增基 第五版 中国建筑工业出版社
流体力学泵与风机2-15解：（1）当为空气（2）当为油2-16解：2-28 解：2-32 解：2-41 解：3-3解：（1）（2）3-5 解：所以，所以，此时，3-6 解：3-7解：干管前端的质量流量为：3-10解：将基准面建立在B点经过的水平面上，列能量方程：其中，3-11解：将2点所在的水平面作为基准面，列能量方程：所以，3-14解：以水面为基准面，列0-0和D-D的能量方程：所以，，即，所以，列0-0和A-A断面的能量方程：所以，所以，列0-0和B-B断面的能量方程：列0-0和C-C断面的能量方程：3-18解：将基准面建在管道所在的水平面上，列能量方程：3-19解：（1）（a）将基准面建在A所在的水平面上，列0-0和C-C断面的能量方程：且（b）（c）（2）（a）其中，所以，（b）（c）3-20 解：3-22解：其中，，所以，所以，3-263-28解：列连续性方程：列能量方程：列动量方程：3-33解：列能量方程：其中，其中，4-2 （1）（紊流）（2）4-3 解：4-4 解：所以，4-12 紊流粗糙区，，所以，4-13查尼氏图，得到，，所以，属于紊流粗糙区，属于紊流过渡区，属于紊流光滑区，（1）对于，采用希弗林松公式，（2）对于，采用阿公式，（3）对于，采用布公式4-154-21 （1）（2）（3）4-24 解：4-26 解：（1）突然缩小（2）（3）（4）4-27 解：所以，此时，4-29 解：5-17 解：5-25 解：解得，5-27 解：所以，1）2）5-28 解：继续阅读。
泵与风机杨诗成第四版习题和答案(4)
4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min 时，总扬程为, q v =170m 3/h, P=, ηv =, ηm =,求泵的流动效率ηh 。
4-1 解： 76.07.151000/8.253600/17081.91000=⨯⨯⨯===P H gq P P v e ρη h v m ηηηη⋅⋅=∴92.092.090.076.0=⨯=⋅=vm h ηηηη4-2 离心风机叶轮外径D 2=460mm,转速n=1450r/min,流量q v =s,υ1u ∞=0,υ2u ∞=u 2,(1+P)=,流动效率ηh =,气体密度ρ= m 3。
试求风机的全压及有效功率。
4-2，解：p T ∞=ρ(u 2v 2u ∞-u 1 v 1u ∞){∵v 1u ∞=0∴p T ∞=ρu 2v 2u ∞=×6046.014506046.01450⨯⨯⨯⨯⨯ππ=（Pa ）根据斯托道拉公式：PK +=11，∴855.017.11==K∴p= K·ηh ·p T ∞=××=（Pa ）P e =pq v /1000=×1000= (kw)4-3 离心风机n=2900r/min ，流量q v =12800 m 3/h ，全压p=2630Pa ，全压效率η=，求风机轴功率P 为多少。
4-3P=η P e =×pq v /1000=×2630×12800/3600/1000= (kw)4-4 离心泵转速为480r/min ，扬程为136m ，流量q v =s,轴功率P=9860kW 。
设容积效率、机械效率均为92%，ρ=1000kg/m 3，求流动效率。
）4-4解： 77.098601000/1367.581.91000=⨯⨯⨯===P H gq P P v e ρη 91.092.092.077.0=⨯=⋅=vm h ηηηη4-5 若水泵流量q v =25L/s,泵出口出压力表读数为320kPa ，入口处真空表读数为40kPa ，吸入管路直径d=100cm,出水管直径为75cm ，电动机功率表读数为，电动机效率为，传动效率为。
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离心泵剖面图
离心泵示意图叶轮
压出室
吸入室扩散管
轴流泵示意图
叶轮导叶
泵壳
斜流泵示意图
导叶
叶轮
绪论11
汽轮机系统
循环水泵
凝结水泵锅炉给水泵锅炉系统送风机
一次风机
引风机
疏水泵补给水泵排粉机
灰渣泵
冲灰水泵图0-1 热力发电厂系统简图
绪论25
叶轮
压出室
吸入室扩散管
叶轮
机壳集流器
泵壳
导叶叶轮
绪论
叶轮
导叶
为往复式和回转式。
高，流量小的场合。
活塞泵原理图活塞泵模型
往复式
36
萝次风机绪论
其它类型的泵液环泵、
量转换的主要部件，
图0-21 流道式导叶
式三种：。